在组织发育过程中,处于不同过程的细胞微环境的理化性质会发生动态变化,以适应不同分化阶段的细胞对ECM理化性质的要求。目前已有的研究多探讨单一微环境对细胞的影响,而鲜有探究微环境对不同阶段细胞的影响规律。因此,本研究构建了不同材料表面刚度、亲水性及不同粘附肽(RGD/HAVDI)细胞生长微环境,考察三种具有不同软骨分化特性细胞在上述微环境中的行为特点,探讨三种微环境影响的作用规律和主次关系,明确不同微环境的作用及对不同阶段细胞影响的差异性。为未来理想软骨组织工程修复材料的制备与构建提供相应的理论支撑。本研究将设计构建三种材料表面微环境:材料刚度、亲水性和多肽微环境。通过调整硅烷单体/交联剂比例获得不同刚度的PDMS材料;分别采用表面引发原子自由基聚合(ATRP)技术在PDMS表面修饰PHEMA亲水性聚合物刷层、并通过醇解反应和迈克尔加成在聚合物刷上修饰RGDSC和Ac-HAVDIGGGC粘附多肽序列。选用处于不同成软骨分化阶段的m BMSCs、ATDC-5及C28/I2细胞为目标细胞,研究三种细胞在不同刚度、亲水性及多肽材料表面的增殖、粘附、迁移规律以及分化特性。分析测试结果表明:制备的聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料弹性模量分别为3.66 MPa、101.65 MPa和214.97 MPa,将亲水性聚(2-羟乙基甲基丙烯酸酯)刷接枝到不同刚度表面,水接触角由120.4o降至38.5o。RGD,HAVDI的表面接枝密度分别为:55.9%、72%。细胞实验结果表明:m BMSCs、ATDC-5和C28/I2三种细胞系在亲水PDMS上的增殖速度快于疏水PDMS,但刚度对细胞增殖没有显著影响。细胞的迁移、铺展及细胞外基质粘附分子(Integrin+FAK)表达比例均随刚度增加而上调,而亲水性的增加对细胞迁移、铺展和基因表达的促进作用较小。然而,高刚度的增加导致SOX9和COL2的软骨特异性基因表达下调,亲水性的提高总体并不能影响软骨特异性基因表达趋势。在不同刚度和多肽序列微环境中,不同分化阶段细胞对微环境响应有所差异。干性较强的细胞对多肽的响应更明显,相同时间内m BMSCs细胞增殖速度最快,细胞粘附因子(FAK+Integrin、NCAM+N-Cadherin)表达量较多,且成软骨标志基因的表达量也会比干性弱的细胞多。刚度对细胞的增殖影响较小,对细胞形态、粘附因子及成软骨分化存在一定影响,但作用不及多肽对细胞的影响。在不同粘附肽修饰的材料表面:细胞的增殖情况在RGDSC序列表面最佳;当基底刚度相同时,对于细胞-细胞间粘附因子(NCAM+N-Cadherin),其表达量在HAVDI肽存在的表面上最高。同一刚度材料表面,SOX9、COL2、Aggrecan基因在HAVDI肽表面表达最高,这表明多肽对细胞成软骨分化的促进作用更强。